사이공 대학의 과학자 그룹은 제지 공장 슬러지에서 발견된 두 종류의 미생물을 분리해 바이오플라스틱을 만들었습니다.
이 연구는 환경학부 강사인 호 키 꽝 민 박사와 2020년부터 10명의 동료 연구진이 30일 이내에 분해되는 바이오플라스틱을 개발하는 것을 목표로 진행했습니다. 또한, 순환 경제 모델에 따라 폐기물을 유용한 원료로 재활용하는 것을 목표로 합니다.
민 박사에 따르면, 종이, 해산물, 제당 공장 등에서 발생하는 폐수(슬러지 포함)에는 유기물이 다량 함유되어 있습니다. 이러한 폐수 환경은 매우 가혹하고 많은 독소를 함유하고 있지만, 미생물은 체내에서 일종의 폴리머(바이오플라스틱)를 합성하고 축적하는 메커니즘에 완벽하게 적응할 수 있습니다.
연구팀은 띠엔장 에 있는 한 제지 공장의 물과 슬러지 샘플을 사용하여 환경 내 미생물을 분석했습니다. 질병을 전파할 수 있는 박테리아의 분리, 식별 및 제거 방법을 활용하여, 연구팀은 바이오 플라스틱을 생성할 수 있는 100종 이상의 미생물 균주를 발견했습니다.
연구팀은 생물학적 특성을 분석하여 바실러스 푸밀루스(Bacillus pumilus, NMG5)와 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium, BP5) 두 종류의 박테리아를 플라스틱 제조 효율이 가장 높은 균주로 평가했습니다. 민 박사는 "우리가 분리한 박테리아 균주 중에는 여전히 더 높은 효율을 가진 균주들이 많이 있습니다."라고 말했습니다. 실험실 연구 결과, 이 두 균주는 누적 건조 중량의 40%에 해당하는 바이오플라스틱을 생산하는 것으로 나타났습니다.
생분해성 플라스틱(흰색)이 환경에서 어떤 성능을 보이는지 테스트하는 모습. 사진: NVCC
띠엔장성의 제지공장은 하루 평균 약 3만㎥의 폐수 처리 용량을 보유하고 있으며, 이 중 30%인 약 1만㎥가 슬러지입니다. 연구팀은 이론상 미생물로부터 약 40톤의 바이오플라스틱을 얻을 수 있다고 계산했습니다. 그러나 민 박사는 바이오플라스틱의 양이 이론 계산량의 절반에 불과한 경우도 매우 큰 비중이라고 설명했습니다.
분석을 통해 공장 폐수 슬러지에 미생물이 존재하며, 환경 내 유기물을 영양분으로 사용하여 물을 정화하는 능력을 가지고 있음을 확인했습니다. 따라서 연구팀은 이 미생물이 바이오 플라스틱을 생성하고 수처리 효율을 높이는 활성 슬러지 블록으로 발전할 수 있을 것이라고 제안했습니다. 바이오 플라스틱을 얻으려면 화학적 또는 물리적 방법을 사용하여 미생물의 세포벽을 분해해야 하는데, 이 세포벽은 일반적으로 다당류로 이루어져 있습니다. 그런 다음 용매를 사용하여 침전시켜 바이오 플라스틱을 얻습니다. 이렇게 생성된 플라스틱은 환경에 존재할 경우 주변 미생물의 먹이가 되어 매우 빠르게 분해됩니다.
연구팀은 제지공장과 협력하여 연구용 물과 슬러지 샘플을 수집했습니다. 사진: NVCC
환경 및 지속가능 개발 분야 투자 전문 기업인 SG Workspace의 이사인 쯔엉 민 트리(Truong Minh Tri) 씨는 미생물을 이용하여 바이오플라스틱을 만들고 폐수를 처리하는 기술이 여러 선진국에서 연구되어 왔으며, 일부 지역에서는 산업적 규모로 적용되고 있다고 말했습니다. 베트남에서는 환경 보호, 농업 등 다양한 분야에서 바이오플라스틱을 활용한 연구가 진행 중입니다.
트리 씨에 따르면, 환경 보호를 위한 재활용 제품의 추세는 향후 5~10년 안에 더욱 커질 것입니다. 그러나 폐기물 재활용 제품이 시장에서 인기를 얻고 경쟁력을 갖추려면 기존 제품 대비 품질과 가격 요건을 충족해야 합니다. 이러한 요건을 충족하기 위해서는 바이오플라스틱 제품의 품질을 최적화하고, 비용 절감을 위해 대량 생산을 구축해야 합니다. 동시에, 국가 정책은 기존 비닐봉투 사용을 제한하는 의무 조건을 설정하여 바이오플라스틱 제품이 시장에 더 많이 진출할 수 있는 여건을 조성해야 합니다.
"저희 그룹의 프로젝트를 통해 실험실 규모의 실험 단계에 계속 참여하여 기업과 협력하여 시범 생산 공정을 구축하고 투자를 유치하여 제품이 조만간 시장에 출시될 수 있도록 할 것입니다."라고 트리 씨는 말했습니다.
하안
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